用“問題串”引領中考物理專題復習的教學策略研究
——例談“電學物理量的取值范圍”專題復習課

郭靜妍

(江蘇省南京市九龍中學,江蘇　南京　210035)

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用“問題串”引領中考物理專題復習的教學策略研究
——例談“電學物理量的取值范圍”專題復習課

郭靜妍

(江蘇省南京市九龍中學,江蘇南京210035)

復習課是物理教學的重要課型之一.在充分了解學情的基礎上選定復習的方向,利用學生已有的知識和經驗作為教學出發點,遵循“循序漸進”的原則,架設好物理知識、問題情境、解決問題之間的橋梁,把促進每一個學生知識、能力、思維發展作為教學落腳點,巧設轉折,利用“思維沖突”調動學生的課堂積極性,提高學習的自覺性、主動性,使學生的能力在“沖突”中得到升華,最終在理解的基礎上提煉出解決問題的方法.

中考物理;專題復習;問題串

一模考試前學生經過第一輪復習,已經完成了一定量基礎知識的積累和能力的訓練,學生有進一步提升的愿望,同時在一輪復習中暴露出的問題也亟待化解.此時,適時開展專題復習,對已有知識加以分類、歸納、整理,以達到知識系統化、條理化的效果,進而深化知識,發展能力,是進一步取得良好復習效果的一項有效措施.專題復習效果的好壞,對學生知識的提升和能力的培養等方面有著至關重要的作用.

在物理中考二輪復習中,筆者通過15個問題的引領,串起了一節關于“電學物理量的取值范圍”的專題復習課,現借由此課,將關于專題復習課的一些思考總結如下.

1　研究學情,突破問題瓶頸

準備一節專題復習課時教師首要做到的是“有的放矢”、“對癥下藥”.

這里的“的”是學生暴露出的問題.在第一階段的復習中,筆者發現學生遇到關于電學物理量取值范圍的問題時,錯誤率非常高,錯誤類型主要為:

(1) 完全無從下筆,選擇題靠猜,計算題瞎寫;

(2) 把題目中給出的所有限制性條件全部計算一遍,最后運用數學知識找出范圍,這種方法能夠得出正確答案,但費時費力;

(3) 沒有全面考慮題目中的限制性條件，尤其是隱含的限制條件.

“癥”指的是導致錯誤出現的根本原因，通過與學生交流,筆者發現他們根本不清楚物理量不能任意變化的原因,更不清楚在什么情況下會對應出現最大值和最小值.

這兩點明確以后,筆者決定從“動態電路電表示數變化”專題引入,拋出了第一個問題.

問題1:在如圖1所示電路中,當滑片向左移動時,電路中R變的阻值、電流、R定兩端的電壓、R變兩端的電壓將怎樣變化？

圖1

關于這個問題,學生已經通過之前的專題復習很好地掌握了,很快給出了正確答案.

問題2:變大的物理量可以不受限制地增大下去嗎？為什么？

考慮到電壓和電流超過電表量程會危害電路安全,學生意識到滑片不能無限制地向左移動,電阻越小,電流、電壓表示數越大,當電流、電壓表的示數達到最大測量值時,電阻就不能再減小了,可以利用這樣的思路求解電路中各物理量的極限值，從而求出范圍.依據學生的分析,筆者在圖1旁寫出了圖2所示的板書.

圖2

2　層層深入,關注全體學生

根據“循序漸進”的教學策略,復習課不宜直接抓住難點反復訓練,而應該從基本問題入手,層層深入到需要解決的難點問題.這就需要教師在物理知識、問題情境、解決問題之間幫學生搭好“臺階”.問題的設置要低起點、有層次地向學生的最近發展區過渡,做到由簡到繁、由易到難、由淺入深、層層深入、環環相扣.低級“臺階”,使學困生能夠獲得成就感,增強他們學習物理的信心;中級“臺階”給中等生“高而可攀”的要求,促進他們的發展;借助優等生的優勢,協助大家突破高級“臺階”,帶動全班共同進步.

鑒于以上的思考,筆者在問題1的基礎上拆除了部分元件,從一個極簡單的電路起步.

問題3:如圖3所示,電源電壓U=18V,滑動變阻器R變的最大阻值為80Ω,電流表量程為0.6A,在保證電路各元件安全的情況下,求R變的最小值.

圖3

運用問題2總結的方法,學生出色地解決了這個問題.然后,筆者在不改變問題的前提下逐步增加條件,電路也由圖3逐漸演變至圖4中的三個電路.

圖4

問題4:將10Ω、0.4A的定值電阻R定接入電路,求R變的最小值.

問題5:再接入一只量程為3V的電壓表,求R變的最小值.

問題6:若將電壓表量程改為15V,求R變的最小值.

問題7:將R定替換為一只“6V，3W”的燈泡L(忽略燈絲電阻的變化),求R變的最小值.

隨著問題的深入,學生需要考慮的限制條件逐漸增加,對于題中“保證電路各元件安全”這一要求考慮得更加全面,尤其是在問題7中,“6V，3W”小燈泡額定電流為0.5A這個隱含條件的存在,對提升學生的思維能力、培養他們在復雜背景下分析問題、解決問題的能力起到了積極的作用.每一個學生在逐層深入、解決問題的過程中都收獲了成功的體驗.

3　問題引領,激發思維沖突

孔子曰：“不憤不啟,不悱不發”,“憤”、“悱”實為思維沖突,它是激發學生達到思維活躍狀態的最佳途徑.因此,矛盾沖突就是調動學生積極思維的催化劑,是培養探究學習的有效途徑.

本節課由三個問題設置了三個轉折點,是筆者人為設置的“思維沖突”.第一個“沖突”發生在問題5.當學生已經順利地利用最大電流求最小電阻的辦法解決了問題3、4后,問題5增加了電壓表量程的限制,由于思維的“慣性”,一部分學生沒有在意,但由于這是唯一增加的條件,大部分學生還是加強了關注,以至于在交流解題方法時雙方出現了分歧,由此展開的討論提升了學生思維的自覺性、主動性.第二、三個沖突是連續生成的,就像兩個反向急轉彎.

問題8:在以上電路中,R變的最大值為多少？

在連續完成最小值的計算后,最大值的計算讓大部分學生遲疑了,經過對電阻變大，電流、電壓表示數均減小的分析后,學生很快意識到本題中變阻器阻值的增大并不會危害電路安全,所以,滑動變阻器可以調節到最大值80Ω,在慶幸本題避免了繁瑣的計算后,問題9的提出,卻又讓學生陷入了思考.

圖5

問題9:如圖5所示,若將電壓表(量程為15V)換接在R變兩端,求R變的最大值.

此時滑動變阻器還能有多大調多大嗎？學生們各抒己見,課堂氣氛空前熱烈,在思維的碰撞中加強了對問題的挖掘,給予學生自由空間,讓他們直面各種矛盾沖擊,這樣急轉彎式的思維歷程并沒有使學生“暈向”,反而最大限度地解放了他們的思維,使學生體驗了探究的樂趣,培養了分析和解決問題的能力.

4　師生交流,體現評價主體多元化

教學是一種交往,課堂要給學生表達自己思維過程的機會,在問題討論環節,允許并倡導學生自主“評價”以及作出“反評價”,真正體現“以學生為主體、以教師為主導”的教學指導思想.

在以上三個轉折點的課堂處理上,筆者先鼓勵學生盡量用完整的語言表達出來,以便使其他學生清楚地了解表達者的思路、學習中的困難之處;然后盡量為學生提供相互總結、評價的機會,讓擁有正確思路或者新穎方法的學生表達自己的想法;當學生自主完成有困難時，教師采用師生共同分析的方法,站在學生的認知基礎上與學生一起分析、探討.

5　反饋矯正,突出方法提煉

在完成了最大值和最小值的計算后,問題10中R變的取值范圍和問題11中電流的變化范圍的答案已經呼之欲出了.

在解決了以上兩個問題后,筆者展示了一道反映典型錯誤的題目,學生結合自己的解題過程進行了自主糾錯和交流討論,分析了錯誤的原因,在此基礎上歸納總結了解題方法、要點、注意事項.專題復習不是舊知識的簡單回顧和堆砌,而是對舊知識的再學習,使學生在理解、應用的基礎上總結歸納出解決問題的方法.

6　多維挖掘,拓寬知識應用范圍

“發散思維”在心理學上的描述是人們沿著不同的方向思考,重新組織當前的信息和記憶系統中存儲的信息,產生出大量、獨特的新思想,發散思維是反映人的創造力的主要標志之一.所以,在教學過程中應當加強發散性思維的鍛煉,多維度、多層次地挖掘核心知識的價值.

首先要縱向深化知識應用范圍,從問題12開始,筆者逐步提出了4個問題.

問題12:求L兩端電壓的變化范圍.

問題13:求R變兩端電壓的變化范圍.

問題14:求電路總功率的變化范圍.

問題15:求L消耗功率的變化范圍.

其實這一系列的問題,只要熟悉公式并不難解答,但是卻幾乎將思維拓展到了電路中所有的物理量,也使學生領悟到,解決電學物理量變化范圍問題的關鍵在電流的范圍,解決其他物理量范圍的方向是先明確電流的范圍.

其次是橫向拓展知識,課后筆者留給學生一道拓展延伸題.

圖6

問題16:如圖6所示,電源電壓為3V,滑動變阻器R1標有“1A，10Ω”的字樣.當滑動變阻器的滑片P在最右端時閉合開關S,通過小燈泡L的電流為0.5A.移動滑動變阻器的滑片P,在電路安全工作的情況下,下列說法中正確的是:().

A. 向左移動滑動變阻器的滑片P時燈泡變亮

B. 滑片P在最右端時通過干路中的電流是1.5A

C.R1消耗的電功率范圍是1.5W～3W

D. 電路消耗的總功率范圍是2.4W～4.5W

電路類型的變化對學生的思維提出了新的要求,使得取值范圍問題從覆蓋所有物理量延伸到了兩種基本電路連接方式.

在本專題復習中，圍繞核心知識,突破知識板塊間的壁壘,使得復習教學既有“橫看成嶺側成峰”的動感,又有“一覽眾山小”的氣韻.

[1] 李新鄉,張軍朋.物理教學論[M].北京:科學出版社,2009.

[2] 閻金鐸,郭玉英.中學物理教學概論[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3] 曾湘詠,歐陽風華.基于問題的初中物理專題復習[J].湖南中學物理,2012,(10).